原標題:我國首次實現(xiàn)火箭殘骸傘降控制精準回收
今年3月9日,,我國用長征三號乙運載火箭成功發(fā)射第54顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。而在此次任務(wù)中,,火箭助推器首次驗證了基于降落傘的落區(qū)控制技術(shù),。昨天(2日),研制人員最新披露了助推器在空中開傘和精準落地的珍貴畫面,。
當(dāng)長征三號乙運載火箭將北斗衛(wèi)星送入太空后,,包括助推器在內(nèi)的火箭殘骸就會墜落地面。一般情況下,,這種墜落是不受控的,,會對落區(qū)周邊居民的安全造成影響,這也是火箭發(fā)射任務(wù)中的一個難題。
而在此次任務(wù)中,,研制人員給火箭的一個助推器安裝了多個降落傘,,在墜落過程中先后展開,成功控制了助推器墜落時的姿態(tài)和方向,。
航天科技集團一院傘控系統(tǒng)總體設(shè)計師張普卓:我們助推的落區(qū)范圍大概是30(千米)乘90(千米),,是2700平方千米。我們通過翼傘來控制它,,落到指定的點,,所以這個面積會大幅縮減。
此次試驗驗證了傘降控制系統(tǒng)整體方案的可行性,,也為后續(xù)進一步迭代改進打下了基礎(chǔ),。研制人員介紹,今年還將有一到兩次的搭載試驗,。同時,,還將使用更大面積的翼傘,,來進一步加強對落點的精度控制,。
歷時十年突破技術(shù)難關(guān)
事實上,從提出方案到這次成功實現(xiàn)此次試驗驗證,,已經(jīng)跨越了10多年時間,。那么,傘降控制究竟難在哪,?此次試驗又實現(xiàn)了怎樣的突破呢,?
在過去十多年里,盡管已經(jīng)進行過無數(shù)次的分系統(tǒng)驗證,,包括地面試驗和火箭發(fā)射中的搭載試驗,。但此次的全系統(tǒng)驗證仍然面臨巨大的難關(guān)。
航天科技集團一院傘控系統(tǒng)總體設(shè)計師張普卓:難點是傘怎么打開,。一個助推器大概有4噸的重量,,它分離的時候速度大概是2000多米每秒,它的姿態(tài)是不受控的,,所以在這種情況下怎么把傘打開,,并且打開之后使傘不受破壞,也是比較難的一個地方,。
要想解決這個問題,,就需要找到一個準確的開傘時機,讓助推器的角度,、速度和姿態(tài)等指標都能滿足開傘的要求,。為了能夠準確地抓住這個時機,研制人員在助推器上安裝了一套測量裝置,能夠?qū)崟r監(jiān)測到助推器的位置和姿態(tài),。不僅如此,,這套裝置還基于北斗系統(tǒng),實現(xiàn)在復(fù)雜野外山林地區(qū)的精準的定位跟蹤,,幫助研制人員在殘骸墜落后迅速找到落點位置,。
航天科技集團一院傘控系統(tǒng)總體設(shè)計師張普卓:五分鐘,就精確知道它的落點位置,,相當(dāng)于它整個再入過程,,我們是全程跟蹤可控的。
這也是我國首次在火箭發(fā)射任務(wù)中實現(xiàn)殘骸信息的實時接收,、處理和顯示,。根據(jù)定位到的落點位置,研制人員在25分鐘之內(nèi)就找到了火箭殘骸,。而此前完成這項工作短則需要幾小時,,長則需要數(shù)月。
為什么選擇長三乙,?
此次試驗選擇搭載在長征三號乙運載火箭上也是經(jīng)過精心考量的,。未來技術(shù)成熟后,將為這型我國目前發(fā)射頻率最高的火箭帶來更大的提升空間,。
此前,,由于長三乙火箭殘骸的落區(qū)范圍達到了近三千公里,在每一次發(fā)射之前,,都需要組織疏散當(dāng)?shù)厝罕?,對?dāng)?shù)氐慕?jīng)濟和民生都造成了一定影響。同時,,為了避開人群密集的地區(qū),,火箭還需要調(diào)整飛行軌跡,這就會犧牲掉一定的運載能力,。
航天科技集團一院傘控系統(tǒng)總體設(shè)計師張普卓:長三乙火箭現(xiàn)在是需求最為迫切的一發(fā)火箭,,因為它每年的任務(wù)量是我國現(xiàn)在最大的。所以我們選擇長三乙來作為一個研究目標,,希望能盡早解決長三乙火箭飛行的一個落區(qū)安全問題,。
通過照片可以看到,此次試驗回收的助推器除了尾噴管部分由于落在石頭上發(fā)生了二次碰撞,,有一定的破損外,,其他部分都很完整,儲箱內(nèi)剩余的推進劑也沒有泄漏,,而這也是此次試驗需要驗證的一項指標,。
航天科技集團一院傘控系統(tǒng)總體設(shè)計師張普卓:現(xiàn)在我們的火箭分離之后,,它有剩余的一部分推進劑,這部分推進劑如果是硬著陸的話,,會發(fā)生爆炸或者泄漏,,這會對當(dāng)?shù)赜幸欢ǖ挠绊懀浿懢涂梢詫崿F(xiàn)推進器掉落之后是完整的,,助推劑都在箱體內(nèi)不受破壞,。
后續(xù),團隊將在前期搭載試驗的基礎(chǔ)上繼續(xù)改進和優(yōu)化方案,,不斷提升產(chǎn)品的可靠性,,實現(xiàn)產(chǎn)品的批量化、低成本生產(chǎn),,進而大幅提高火箭殘骸的落區(qū)安全性,。